【PAT】1102. Invert a Binary Tree

考查点:静态数组表示二叉树,中序遍历,BFS

思路:这里不要硬性使用指针表示二叉树,根据输入条件显然用数组表示很方便,而且同样可以进行中序遍历和bfs,题目中的翻转只是幌子,只要接收数据时候左右子树逆序接受就行

#define LOCAL
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <string>
#include <vector>
#include <map>
#include <set>
#include <queue>
#include <stack>
#define FOR(i, x, y) for(int i = x; i <  y; i++)
#define rFOR(i, x, y) for(int i = x; i > = y; i--)
#define MAXN 10005
#define oo 0x3f3f3f3f
using namespace std;

const int maxn=150;
struct node{
    int lchild;
    int rchild;
}Node[maxn];
bool h[maxn];
int n,num;

void print(int id){
    printf("%d",id);
    num++;
    if(num<n)printf(" ");
    else printf("\n");
}

void in(int root){
    if(Node[root].lchild!=-1) in(Node[root].lchild);
    print(root);
    if(Node[root].rchild!=-1) in(Node[root].rchild);
}
void BFS(int root){
    queue<int> q;
    q.push(root);
    while(!q.empty()){
        int t=q.front();
        q.pop();
        print(t);
        if(Node[t].lchild!=-1) q.push(Node[t].lchild);
        if(Node[t].rchild!=-1) q.push(Node[t].rchild);
    }
}

int main()
{
    #ifdef LOCAL
        freopen("data.in","r",stdin);
        freopen("data.out","w",stdout);
    #endif // LOCAL
    scanf("%d",&n);
    int root;
    char rchild,lchild;
    FOR(i,0,n)
    {

        scanf("%*c%c %c",&rchild,&lchild);
        if(rchild!='-') Node[i].rchild=rchild-'0';
        else Node[i].rchild=-1;
        if(lchild!='-') Node[i].lchild=lchild-'0';
        else Node[i].lchild=-1;
        h[rchild]=1,h[lchild]=1;
    }
    FOR(i,0,n)
    {
        if(h[i+'0']==0){
            root=i;break;
        }
    }
    BFS(root);
    num=0;
    in(root);

    return 0;
}


`np.invert()` 是 NumPy 库中的一个函数,用于计算输入数组中整数的二进制按位 NOT 结果。实际上,`Numpy` 库中的 `bitwise_not()` 和 `invert()` 是同一个函数,作用相同,只是名字不同 [^2]。 ### 功能 `np.invert()` 函数的主要功能是对输入数组中的每个整数元素执行二进制按位取反操作。也就是说,它会将二进制表示中的每一位 0 变为 1,每一位 1 变为 0。 ### 使用方法 该函数的基本语法如下: ```python np.invert(x, /, out=None, *, where=True, casting='same_kind', order='K', dtype=None, subok=True[, signature, extobj]) ``` - `x`:输入的数组或标量,必须是整数类型。 - `out`:可选参数,用于存储结果的数组。 - `where`:可选参数,一个布尔数组,指定哪些元素需要进行操作。 - 其他参数用于控制数组的类型、顺序等。 ### 使用示例 #### 示例 1:对单个整数进行按位取反 ```python import numpy as np # 有符号正数 13 x = np.array(13, dtype=np.uint8) result = np.invert(x) print(f"对 13 进行按位取反的结果(uint8 类型): {result}") print(f"结果的二进制表示: {np.binary_repr(result, width=8)}") # 使用有符号整数类型 x_signed = np.array(13, dtype=np.int8) result_signed = np.invert(x_signed) print(f"对 13 进行按位取反的结果(int8 类型): {result_signed}") print(f"结果的二进制补码表示: {np.binary_repr(int(result_signed), width=8)}") ``` 在这个示例中,我们对整数 13 进行按位取反操作。当使用 `uint8` 类型时,结果是无符号的 242;当使用 `int8` 类型时,结果是有符号的 -14,其二进制补码表示为 `11110010` [^4]。 #### 示例 2:对数组进行按位取反 ```python import numpy as np arr = np.array([13, 20], dtype=np.uint8) result = np.invert(arr) print(f"对数组 [13, 20] 进行按位取反的结果: {result}") ``` 在这个示例中,我们对数组 `[13, 20]` 中的每个元素进行按位取反操作。 #### 示例 3:结合 `np.isin()` 使用 ```python import numpy as np a = np.array([1, 2, 3, 4, 5]) b = np.array([2, 4]) result = np.invert(np.isin(a, b)) print(f"元素不在 b 中的布尔数组: {result}") ``` 在这个示例中,`np.isin(a, b)` 会返回一个布尔数组,表示 `a` 中的元素是否在 `b` 中。然后,我们使用 `np.invert()` 对这个布尔数组进行取反操作,得到元素不在 `b` 中的布尔数组 [^3]。 ### 应用场景 - **数据加密**:在某些简单的加密算法中,可以使用按位取反操作对数据进行加密。 - **图像处理**:在图像处理中,按位取反可以用于反转图像的颜色,例如将黑白图像的黑白像素互换。 - **逻辑运算**:在进行复杂的逻辑运算时,按位取反可以作为一个基本的操作步骤。
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